JP2008026029A - 車両内電気系統用測定装置、および車両内電気系統の測定方法、ならびに車両内電気系統用測定端子 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の改造を行うことなく、車両内における電気設備を個別に測定することのできる車両内電気系統の測定装置およびその方法を提供する
【解決手段】車両に設置されているヒューズボックス３０内のヒューズ端子に、ヒューズ端子と嵌合する一対の電極２１、２２を有する測定端子２０を接続して、この測定端子２０と測定器本体１０を接続して電極２１および２２間の電流および／または電圧を測定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両内電気系統用測定装置、およびその方法ならびに車両内電気系統測定用測定端子に関する。

自動車（車両）の電気系統が正しく動作しているかを試験するためには、それら電気系統に含まれている電気設備を動作させた状態で、電圧や電流を測定することが昔から行われている。

車両内の電気系統における電圧、電流の測定の最も単純な方法は、バッテリーターミナルに電圧計および電流計を接続して電圧、電流を測定することである。

しかし、これだけでは車両内のさまざまな電気設備（各種モータや、ランプ類、その他の電気デバイス）に対して、どれが故障しているか特定することは難しい。

そこで、従来、被検査デバイスのみ測定できるように車内の電気系統にシャント抵抗を挿入して、被検査デバイスの動作時における電圧、電流の測定を行っている（たとえば特許文献１）。
特開２００４−５８７６８の段落００２５

しかしながら、従来の方法では、車両内の電気系統にシャント抵抗を接続するために、車両の改造が必要になるという問題があった。

そこで本発明の目的は、車両の改造を行うことなく、車両内における電気設備を個別に測定することのできる車両内電気系統の測定装置およびその方法を提供することである。また、車両の改造を行うことなく、車両内における電気設備を個別に測定するための車両内電気系統用測定端子を提供することである。

上記課題を解決するための本発明は、車両内に設置されているヒューズ端子に接続される一対の電極を有する測定端子と、前記測定端子と電気的に接続された測定手段と、を有することを特徴とする車両内電気系統用測定装置である。

また、上記課題を解決するための本発明は、上記車両内電気系統用測定装置を使用した車両電気系統の測定方法であって、車両内に設置されているヒューズ端子に前記測定端子を接続し、前記車両の被測定電気系統内の電気設備を稼働させた状態で前記測定手段による測定を行うことを特徴とする車両電気系統の測定方法である。

また、上記課題を解決するための本発明は、車両内に設置されているヒューズ端子の電極と嵌合する電極を有することを特徴とする車両内電気系統用測定端子である。

以上のように構成された本発明によれば、ヒューズ端子に測定端子を接続して、測定端子に測定手段を電気的に接続することとしたので、車両の改造を行うことなく、簡単に車両内の電気系統の測定を行うことができる。

以下、添付した図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。

まず、本実施形態の要旨について説明する。この実施形態は、本発明を適用することで、車両に設けられているヒューブボックス内のヒューズ端子に、本実施形態による測定装置の測定端子を接続し、車両内のさまざまな電気設備を稼働させた状態で、それら電気設備を含む電気系統に係る電圧や電流を電気系統ごとに測定するものである。

図１は、本発明が適用される車両内電気系統用測定装置（以下、測定装置と省略する）の概略構成を説明するためのブロック図であり、図２は、この測定装置に使用されている測定端子の構成を示す平面図である。

この測定装置１は、測定器本体１０と測定端子２０よりなる。測定器本体１０内は、電流または電圧を測定する電流／電圧計１１（測定手段）、電流／電圧計１１が測定した値を記憶するメモリ１２（記憶手段）、電流／電圧計１１が測定した値をメモリ１２に記憶させるコントローラ１３（制御手段）を有する。また測定器本体１０には、電流測定か電圧測定かの別などの測定形態を切り替えるためのスイッチ１４が備えられている。

測定端子２０は、車両のヒューズ端子の電極形状に対応した形状の一対の電極２１および２２を有する。したがって、その電極２１および２２の形状は、たとえば、現在、車両用ヒューズとして多く用いられているオートヒューズやミニヒューズなどと同様の形状としている。もちろん、そのほかに管ヒューズなどと同様の形状としてもよい。

このように、被測定車両に使用されているヒューズ端子の電極形状に対応する電極形状とすることで、測定端子の電極２１および２２がヒューズ端子の電極に嵌合してしっかりと固定されるようになる。

測定器本体１０内の電流／電圧計１１は、スイッチ１４の切り替えによって接続された測定端子２０の電極２１および２２の間の電流または電圧を測定する。なお、本実施形態では、スイッチ１４の切り替えにより電流と電圧のいずれか一方を測定することとしているが、はじめから電流計のみ、または電圧計のみを設けておくようにして、いずれか一方のみが測定できる測定器本体としてもよい。

メモリ１２は、本実施形態では、カード形状にパッケージされ、パソコンなどと接続可能な可搬型の補助記憶装置を用いている。このため測定器本体１０には、この補助記憶装置を接続するためのコネクター（不図示）が装備されており、このコネクターに補助記憶装置が接続されることで、本実施形態におけるメモリ１２として機能させることにしている。

このような補助記憶装置を用いることで、補助記憶装置を測定器本体１０から取り外して、パソコンなどに接続してデータを取り出すことが可能である。そしてパソコンでは、測定された電流値や電圧値のデータを解析することができる。

なお、補助記憶装置ではなく、測定器本体１０に固定された記憶装置を用いてもよい。その場合、測定器本体１０に、測定された電流値や電圧値などのデータをパソコンなどから取り出せるように、パソコンなどとのデータ通信機能を持たせることが好ましい。

コントローラ１３は、電流／電圧計１１によって測定された値を時系列にメモリ１２に記憶させる。

このコントローラ１３は、スイッチ１４の切り替えによる測定形態にしたがって、測定された電流値または電圧値をメモリ１２に記憶させる。

たとえば、スイッチ１４の切り替えによる電流の測定の場合には、その測定値をそのままメモリ１２に記憶させる。同様に、電圧の測定の場合には、その測定値をそのままメモリ１２に記憶させる。また、測定端子２０の一対の電極２１および２２の間にシャント抵抗（抵抗体）をつけて（詳細後述）、測定された電圧値から電流値を算出して、求めた電流値をメモリ１２に記憶させるようにもしている。なお、このようなシャント抵抗をつけた場合の測定においてはコントローラ１３が算出手段となる。

スイッチ１４は、この測定装置１による測定形態の切り替えを行う。測定形態としては、たとえば、電流計による電流の測定、電圧計による電圧の測定、シャント抵抗をつけて測定した電圧値から電流を求める測定などである。

次に、この測定装置を用いた車両の被測定電気系統とその測定形態について説明する。図２は車両の被測定電気系統と測定形態について説明するための等価回路図である。

まず、図２（ａ）は、測定器を接続していない状態における被測定電気系統の等価回路図である。ここで被測定電気系統は、車両内において一つのヒューズに接続された閉回路（ただしアースについては他の回路と共通の場合もある）を示している。

車両内の電気系統は、複数の電気系統がそれぞれ独立している。したがって、一つの電気系統は、バッテリー１０１と、負荷１０２となる電気設備と、負荷１０２の動作を入り切りする制御スイッチ１０３と、ヒューズ１０５とを含む。負荷１０２となる電気設備は、たとえば、パワーウィンドウ用モータ、ウォッシャー用モータ、エアバック、ブロアファン用モータ、電動格納式ミラー用モータ、サンルーフ用モータ、ワイパー用モータ、電動スライドドアー用モータ、電動バックドアー用モータ、パワーシート用モータ、エンジン制御ユニット、ランプ、オーディオユニットなど車両内のさまざまな電気デバイスである。

なお、図示した負荷１０２は、それぞれの電気設備を動作させるために必要なモータやコントローラ１３などの一つの電気系統内における全ての電気負荷を指すものである。また、図において制御スイッチ１０３は、電気設備自体を動作させるための制御装置を等価回路として示しており、電気設備によっては、単純なスイッチの場合にあれば、ＣＰＵなどの制御によって動作するリレースイッチなどの場合もある。

このような被測定電気系統における電流測定には、二通りの方法がある。

まず、第１の測定方法は、図２（ｂ）に示すように、本来ヒューズが接続されるヒューズ端子の電極１０５ａおよび１０５ｂに測定端子２０の電極２１および２２を接続して、測定器本体１０内の電流計１１ａ（電流／電圧計１１のうち電流計が使用されている場合を符号１１ａとして示す）が被測定電気系統内に直列に接続されるようにする。そして被測定電気系統内の負荷１０２を稼動させた状態にして回路を流れる電流を電流計１１ａにより直接測定する。

次に、第２の測定方法は、図２（ｃ）に示すように、まず、ヒューズ端子に取り付けられた測定端子２０の電極２１および２２の間にシャント抵抗１０６を接続する。そして、そして被測定電気系統内の負荷１０２を稼動させた状態にしてシャント抵抗両端間の電圧を、測定器本体１０内の電圧計１１ｂ（電流／電圧計１１のうち電圧計が使用されている場合を符号１１ｂとして示す）により測定する。測定された電圧値とシャント抵抗１０６の抵抗値から電流値を求める。ここで、測定された電圧値１１をＥ、シャント抵抗１０６（抵抗体）の抵抗値をＲとすれば、求める電流値Ｉは、Ｉ＝Ｒ／Ｅにより算出される。本実施形態では、このような電圧測定による電流値の算出はコントローラ１３によって実行させている。

このとき、シャント抵抗１０６の抵抗値は、たとえば測定器本体１０に抵抗測定機能を有する場合には、被測定電気系統内の制御スイッチ１０３を切った状態で抵抗値を測定すれば、シャント抵抗１０６の抵抗が得られるので、その値をメモリ１２に記憶しておき、負荷１０２を稼動させた後その抵抗値を用いて算出させるようにすればよい。もちろん、あらかじめシャント抵抗の抵抗値がわかっている場合には、抵抗値の測定など行うことなく、わかっている抵抗値を用いればよい。

なお、このような測定に係る一連動作はコントローラ１３において自動実行されるようにプログラムしておくことが好ましい。また、コントローラ１３における自動実行に代えて、シャント抵抗１０６を入れた状態で負荷１０２を稼動状態にして電圧を測定し、その電圧値のデータを、後からメモリ１２から取り出してパソコンなどで電流値に変換するようにしてもよい。この場合パソコンなどが本発明における算出手段となる。

次に、以上のように構成された測定装置を用いた測定事例について説明する。

図３は、測定事例を説明するための被測定電気系統のブロック図である。

この被測定電気系統において、負荷１０２となる電気設備はパワーウィンドウである。この場合、実質的負荷は、パワーウィンドウを動作させるためモータ２０１および２０２、およびこの被測定電気系統の回路に使用されている配線など全体の電気的負荷となる。制御スイッチ１０３は、運転席側と助手席側にそれぞれ設けられている各ＣＰＵ２１１および２１２である。ＣＰＵ２１１には、運転席側のスイッチ２１４および２１５が接続されている。ＣＰＵ２１２には、助手席側のスイッチ２１６が接続されている。これらスイッチ２１４〜２１６による入力をＣＰＵ２１１、２１２が判断して、ＣＰＵ２１１、２１２からの指令によりモータ２０１および／または２０２が動作する。

測定に用いるヒューズ端子２３０は、ＢＣＭ（ボディコントロールモジュール）２２０とイグニッション（ＩＮＧ）との間に設けられている。イグニッションの先は電気回路としてはバッテリー１０１に接続されている。また、アースは他の電気系統と共通のラインに接続されている。

なお、このような電位系統におけるパワーウィドウ自体の動作についいては、通常の車両によるものであり本発明の主眼とする部分ではないので詳細な説明は省略する。

図４は、この被測定電気系統において測定端子２０を接続するヒューズボックスを示す概略図である。

パワーウィンドウのヒューズは車両内のダッシュサイドのヒューズボックス３０内に、他のヒューズと合わせて納められている。そこで、図に示すように、「１０Ａ」のヒューズを抜いて、その代わりに本実施形態における測定端子２０を接続する。測定器本体１０にはリードターミナル１５および１６が設けられており、測定端子２０から延びているリード２５および２６が接続される。また、ここでは、このリードターミナル１５および１６を利用してシャント抵抗１０６を接続した。これによってシャント抵抗１０６が測定端子２０の一対の電極２１および２２の間に介在されることになる。

この状態で測定器本体１０により電圧を測定させ、内部のコントローラ１３において電流値を算出させた。

図５は、得られた電流値の時系列グラフである。

図示するように、パワーウィンドウの動作にしたがって電流値が変化するのがよくわかる。

このように、ヒューズ端子からシャント抵抗１０６による電圧降下をシャント抵抗１０６の両端の電圧として測定して、それを電流値に換算することで、個別の電気設備における電流の流れ方を明確に把握することが可能となる。

なお、上記測定事例は、パワーウィンドウの測定を説明したが、本実施形態は、当然ながらヒューズが設けられている電気系統であればどのような電気設備においても適用可能である。

以上説明した実施形態では、一つのヒューズ端子に一つの測定装置１を接続したものであるが、車両のヒューズは、通常、一つのヒューズボックス内に、複数のヒューズが収められている。そこで、本実施形態を応用して、一度に複数の電気系統を測定することが可能となる。

図６は、複数のヒューズ端子を利用した測定形態を説明するための説明図である。

図に示すように、ヒューズボックス３０内の複数のヒューズ端子に対して、それぞれ測定端子２０を接続する。図では６個の測定端子２０を用いている。そして各測定端子２０には、それぞれ測定器本体１０が接続されている。

このようにすることで、一度に、複数の電気系統を測定して、それらのデータを集めることが可能となる。

以上のように本実施形態によれば、本発明を適用することで、簡単に、車両内の個別の電気系統を測定し、各電気系統内における電気設備の動作確認を行うことができる。しかも、測定端子２０は、ヒューズ端子の電極に対応した形状としているため、ヒューズ端子にしっかりと嵌合させて固定することができる。このため車両の試験走行時などでも、振動などで測定端子２０が外れることはなく、確実に電気系統の測定が可能となる。これは、たとえば、バッテリーターミナルを鰐口クリップにより挟んで運行試験をすると振動で外れてしまうおそれがあることと比較して大きなメリットとなる。

本発明は、車両内における電気設備を検査する際の電圧、電流などの測定に好適である。

本発明が適用される測定装置の概略構成を説明するためのブロック図である。 （ａ）は測定器を接続していない状態における被測定電気系統の等価回路図、（ｂ）は第１の測定方法による被測定電気系統の等価回路図、（ｃ）は第２の測定方法による被測定電気系統の等価回路図である。 測定事例を説明するための被測定電気系統のブロック図である。 被測定電気系統において測定端子を接続するヒューズボックスを示す概略図である。 上記測定事例で得られた電流値の時系列グラフである。 複数のヒューズ端子を利用した測定形態を説明するための説明図である。

符号の説明

１…測定装置、
１０…測定器本体、
１１…電流／電圧計、
１２…メモリ、
１３…コントローラ、
２０…測定端子、
３０…ヒューズボックス、
１０１…バッテリー、
１０２…負荷、
１０３…制御スイッチ、
１０５…ヒューズ、
１０６…シャント抵抗。

Claims (10)

1. 車両内に設置されているヒューズ端子に接続される一対の電極を有する測定端子と、
   前記測定端子と電気的に接続された測定手段と、
   を有することを特徴とする車両内電気系統用測定装置。
2. 記憶手段と、
   前記車両の被測定電気系統内の電気設備を稼働させた状態で前記測定手段が測定した測定値を前記記憶手段に記憶させる制御手段と、をさらに有することを特徴とする請求項１記載の車両内電気系統用測定装置。
3. 前記測定手段は電流計であることを特徴とする請求項１または２記載の車両内電気系統用測定装置。
4. 前記測定手段は電圧計であることを特徴とする請求項１または２記載の車両内電気系統用測定装置。
5. 前記一対の電極の間に電気的に介在される抵抗体と、
   前記抵抗体の抵抗値と、前記電圧計により測定された電圧値とから前記一対の電極の間を流れる電流値を算出する算出手段と、をさらに有することを特徴とする請求項３記載の車両内電気系統用測定装置。
6. 前記測定端子は、前記ヒューズ端子の電極と嵌合する電極を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の車両内電気系統用測定装置。
7. 請求項１記載の車両内電気系統用測定装置を使用した車両電気系統の測定方法であって、
   車両内に設置されているヒューズ端子に前記測定端子を接続し、
   前記車両の被測定電気系統内の電気設備を稼働させた状態で前記測定手段による測定を行うことを特徴とする車両電気系統の測定方法。
8. 前記測定手段は電流計であることを特徴とする請求項７記載の車両内電気系統の測定方法。
9. 前記測定手段は電圧計であることを特徴とする請求項８記載の車両内電気系統の測定方法。
10. 前記測定端子の一対の電極の間に電気的に介在される抵抗体を有し、
    前記抵抗体の抵抗値と前記電圧計により測定された電圧値とから前記一対の電極の間を流れる電流値を算出することを、さらに有することを特徴とする請求項９記載の車両内電気系統の測定方法。

Images